JPH0353261A - 現像剤 - Google Patents

現像剤

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JPH0353261A
JPH0353261A JP1187463A JP18746389A JPH0353261A JP H0353261 A JPH0353261 A JP H0353261A JP 1187463 A JP1187463 A JP 1187463A JP 18746389 A JP18746389 A JP 18746389A JP H0353261 A JPH0353261 A JP H0353261A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、電子写真複写装置及び種々の用途に使用され
ている静電記録装置等において、光検知トナー濃度制御
装置を有する現像装置に用いられるカラー用現像剤に関
するものである。
[従来の技術] トナーとキャリアからなる2成分現像剤を用いる現像装
置においては、トナーとキャリアのC昆合比率が現像効
果の上から極めて重要な要素となる.即ちトナー濃度が
適正以下になると、画像濃度が低くなり、またトナー濃
度が適正以上になると、トナーが十分帯電できなくなり
、カブリが発生するなどの不都合を生じる。従って良好
な画像を得るためには、現像剤の濃度を正確に検知しト
ナー濃度を適正値に制御する必要がある。
光検知自動トナー濃度制御(ATR)方法に関しては、
従来種々の提案がなされているが、特に特公昭38−1
7245号公報等に提案されている、現像剤の色味を検
知してトナー補給量を制御する手段は、環境変動や耐久
による現像剤の嵩密度等の物性変化の影響を受けにくく
、安定した検知手段である。上記光検知ATR方法のト
ナー濃度検知部としては、例えば第5図に示すものが一
般的に知られている。これはトナーとキャリアとからな
る現像剤の移送路Aの所定箇所に設けられた透明材料で
形成されたセンサー窓13から移送路A内の現像剤に光
を照射するランプ(光源)10と、その現像剤で反射し
た反射光を受光する第1センサー11と、ランプ10の
光を直接受光する第2センサー12とから構威されてい
る。
そして、このトナー濃度検知方法は、第1センサー11
が現像剤で反射した反射光を受光して出力する電圧と、
第2センサーl2がランブlOからの光を直接受光して
出力する電圧との差からトナー濃度を検知する。この光
検知ATR方法では、トナー濃度検知装置に現像剤が接
触するため、キャリアによって検知装置に傷を生じると
いう問題があり、キャリアとしては、センサー窓部表面
を傷つけない、表面を樹脂で被覆したキャリアが好まし
い。
しかし、樹脂で表面を被覆したキャリアは電気抵抗が高
く、低?WTM境下で、連続で複写を続けると、トナー
が過剰な電荷を持ち、トナーがキャリア表面上に強固に
付着する様になる。このような現像剤中に新たにトナー
が補給されても、補給されたトナーは、キャリアと接触
する機会がキャリアに付着したトナーによって疎外され
、十分に帯電する事ができなくなり、帯電量の小さなト
ナーが現像剤によりトナーと逆極性にf電したセンサー
窓部表面へ付着する。
センサー窓部にトナーが付着すると、ATRが誤動作し
、現像剤のトナー濃度を適正値以下に制御し、その結果
、画像濃度の低下,カブリの発生などの不都合を生じる
[発明が解決しようとする課題] 本発明は上記、従来の問題点を解決し、光検知自動トナ
ー濃度制御装置を有する現像装置に適した現像剤を提供
する事を目的とする。
[課題を解決するための手段及び作用]本発明者らは鋭
意研究の結果、光検知自動トナー濃度制御装置を有する
現像装置に用いる現像剤として、樹脂被覆キャリアと、
少なくとも結着樹脂およびハロゲン原子を有する不溶性
アゾ顔料とを含有するトナー、とを有する現像剤を用い
る事により、トナーのセンサー窓付着を防止し、ATR
の誤動作を防止できる事を見い出した。
以下に、本発明を詳述する。
本発明に用いる現像剤のキャリアは、磁性体粒子の表面
に樹脂よりなる被覆層を設けて構成される。キャリアの
被N層を形成するための樹脂としては、特にフッ素系樹
脂、シリコーン系樹脂が好ましい。
キャリアの被覆層を形成するためのフッ素系樹脂として
は、例えば、ボリ弗化ビニル、ボリ弗化ビニリデン、ポ
リトリフルオロエチレン、ポリトリフルオルクロルエチ
レンのようなハローフルオロボリマー ポリテトラフル
オロエチレン、ボリパーフルオルブロビレン、弗化ビニ
リデンとアクリル単量体との共重合体、弗化ビニリデン
とトリフルオルクロルエチレンとの共重合体、テトラフ
ルオロエチレンとへキサフルオロプロピレンとの共重合
体、弗化ビニルと弗化ビニリデンとの共重合体、弗化ビ
ニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、弗化
ビニリデンとへキサフルオロブロビレンとの共重合体、
テトラフルオロエチレンと弗化ビニリデン及び非弗素化
単量体のターボリマーのようなフルオロターボリマー等
が好ましく用いられる。
これらのフッ素ボリマーはトナーに十分な正摩擦帯電性
を付与するためには、キャリア被覆樹脂中のフッ素ボリ
マーの含有量が20〜80重量%のものが好ましい。よ
り好ましくは40〜60重量%てある。またフッ素ボリ
マーの重全平均分子量は50,000〜400,000
が好ましい。より好ましくは100,000〜250,
000である。
キャリアの被覆層の形戒においては、上記の如きフッ素
系樹脂をそれぞれ単独で用いてもよいし、あるいはこれ
らをブレンドしたものを用いてもよい。また、これらに
ざら定その他の重合体をブレンドしたものを用いてもよ
い。
その他の重合体としては、以下にあげる様なモノマーの
単重合体あるいは、共重合体が用いられる。
例えばビニルモノマーとしては、スチレン.α−メチル
スチレン,p−メチルスチレン, p−t−プチルスチ
レン,p−クロルスチレン等のスチレン誘導体,メタク
リル酸メチル.メタクリル酸エチルメタクリル酸プロビ
ル,メタクリル酸ブチル,メタクリル酸ペンチル,メタ
クリル酸ヘキシル,メタクリル酸へブチル,メタクリル
酸オクチル,メタクリル酸ノニル,メタクリル酸デシル
.メタクリル酸ウンデシル.メタクリル酸ドデシル,メ
タクリル酸グリシジル.メタクリル酸メトキシェチル,
メタクリル酸ブロボキシエチル.メタクリル酸ブトキシ
エチル,メタクリル酸メトキシジエチレングリコール,
メタクリル酸エトキシジエチレングリコール.メタクリ
ル酸メトキシエチレングリコール,メタクリル酸ブトキ
シトリエチレングリコール,メタクリル酸メトキシジプ
ロピレングリコール,メタクリル酸フェノキシエチル,
メタクリル酸フェノキシジエチレングリコール,メタク
リル酸フェノキシテトラエチレングリコール,メタクリ
ル酸ベンジル,メタクリル酸シクロヘキシル.メタクリ
ル酸テトラヒドロフルフリル.メタクリル酸ジシクロベ
ンテニル.メタクリル酸ジシクロベンテニルオキシエチ
ル,メタクリル酸Nビニル−2−ピロリドン,メタクリ
ロニトリル.メタクリルアミド,N−メチロールメタク
リルアミド,メタクリル酸エチルモルホリン.ジアセト
ンアクリルアミド,アクリル酸メチル,アクリル酸エチ
ル.アクリル酸プロビル,アクリル酸プチル,アクリル
酸ペンチル,アクリル酸ヘキシル.アクリル酸へブチル
,アクリル酸オクチル.アクリル酸ノニル,アクリル酸
デシル.アクリル酸ウンデシル,アクリル酸ドデシル,
アクリル酸グリシジル,アクリル酸メトキシエチル.ア
クリル酸プロボキシエチル,アクリル酸ブトキシエチル
,アクリル酸メトキシジエチレングリコール,アクリル
酸エトキシジエチレングリコール.アクリル酸メトキシ
エチレングリコール.アクリル酸プトキシトリエチレン
グリコール,アクリル酸メトキシジプロピレングリコー
ル,アクリル酸フエノキシエチル.アクリル酸フェノキ
シジエチレングリコール,アクリル酸フエノキシテトラ
エチレングリコール,アクリル酸ベンジル,アクリル酸
シクロヘキシル.アクリル酸テトラヒドロフルフリル.
アクリル酸ジシクロベンテニル,アクリル酸ジシクロペ
ンテニルオキシエチル,アクリル酸Nービニル−2−ピ
ロリドン,アクリル酸グリシジル,アクリロニトリル,
アクリルアミド,N−メチロールアクリルアミド,ジア
セトンアクリルアミド.アクリル酸エチルモルホリン.
ビニルピリジン等の1分子中に1個のビニル基を有する
ビニルモノマーや、ジビニルベンゼン,グリコールとメ
タクリル酸あるいはアクリル酸との反応生成物,例えば
エチレングリコールジメタクリレート.1.3−プチレ
ンゲリコールジメタクリレート.1.4−ブタンジオー
ルジメタクリレート,1.5−ペンタンジオールジメタ
クリレート,1.6−ヘキサンジオールジメタクリレー
ト.ネオベンチルグリコールジメタクリレート.ジエチ
レングリコールジメタクリレート,トリエチレングリコ
ールジメタクリレート,ボリエチレングリコールジメタ
クリレート,トリブロビレングリコールジメタクリレー
ト,ヒドロキシピバリン酸ネオベンチルグリコールエス
テルジメタクリレート,トリメチロールエタントリメタ
クリレート,トリメチロールフロパントリメタクリレー
ト,ペンタエリトリットテトラメタクリレート,トリス
メタクリロキシエチルホスフエート,トリス(メタクリ
ロイルオキシエチル)イソシアヌレート1エチレングリ
コールジアクリレート,1,3−ブチレングリコールジ
アクリレート,1.4−ブタンジオールジアクリレー}
−,1.5−ペンタンジオールジアクリレート.1.6
−ヘキサンジオールジアクリレート,ネオペンチルグリ
コールジアクリレート.ジエチレングリコールジアクリ
レート,トリエチレングリコールジアクリレート,ポリ
エチレングリコールジアクリレート,トリプロピレンジ
アクリレート,ヒドロキシピバリン酸ネオベンチルグリ
コールジアクリレート,トリメチロールエタントリアク
リレート,トリメチロールプロパントリアクリレート,
ペンタエリトリットテトラアクリレート.トリスアクリ
ロキシエチルホスフェート,トリス(メタクリロイルオ
キシエチル)イソシアヌレート.メタクリル酸グリシジ
ルとメタクリル酸あるいはアクリル酸のハーフエステル
化物,ビスフェノール型エボキシ樹脂とメタクリル酸あ
るいはアクリル酸のハーフエステル化物,アクリル酸グ
リシジルとメタクリル酸あるいはアクリル酸のハーフエ
ステル化物等の1分子中に2個以上のビニル基を有する
アクリルモノマーや、アクリル酸2−ヒドロキシエチル
,アクリル酸2−ヒドロキシプロビル,アクリル酸ヒド
ロキシルブチル,アクリル酸2−ヒドロキシ−3−フェ
ニルオキシブロビル,メタクリル酸2−ヒドロキシエチ
ル,メタクリル酸2−ヒドロキシブロビル.メタクリル
酸ヒドロキシブチル,メタクリル酸−2ヒドロキシ3−
フエニルオキシブロビル等といったヒドロキシル基を有
するアクリルモノマーを挙げることができる。
これらのビニルモノマーは、懸濁重合、乳化重合、溶液
重合等公知の方法で共重合される。これらの共重合体は
、重量平均分子量が10,000〜70,000である
ものが好ましい。またこの共重合体にメ、ラミンアルデ
ヒト架橋あるいは、イソシアネート架橋させてもよい。
キャリアの被N層を形成するためのシリコーン系化合物
としては、例えばボリシロキサン、例えばジメチルボリ
シロキサン、フエニルメチルボリシロキサン等が全て用
いられ、また、アルキド変性シリコン、エボキシ変性シ
リコン、ポリエステル変性シリコン、ウレタン変性シリ
コン、アクリル変性シリコン等の変性樹脂も使用可能で
ある。
また、変性形態として、ブロック共重合体、グラフト共
重合体、くし形グラフトポリシロキサン等、いずれも使
用可能である。
実際の磁性粒子表面への塗布に際しては、固形メチルシ
リコンワニス、固形フエニルシリコンワニス、固形メチ
ルフェニルシリコンワニス、固形エチルシリコンワニス
、各種変性シリコンワニス等、シリコン樹脂をワニス状
にしておいて磁性粒子をその内へ分散させる方法、或い
は、ワニスを磁性粒子に噴霧する方法等がとられる。
本発明に使用されるキャリアの芯材の材質としては、例
えば表面酸化または未酸化の鉄、ニッケル、コバルト、
マンガン、クロム、希土類等の金属及びそれらの合金ま
たは酸化物などが使用できるが、好ましくは金属酸化物
より好ましくはフエライト粒子が使用できる。またその
製造方法としては、特別な制約はない。
キャリアの平均粒径は、一般に30〜110μmである
ことが好ましく、35〜80μmであることが更に好ま
しい。この平均粒径が30μm未満では、キャリアが潜
像保持体上に現像(トナーとともに転写)され易くなり
、潜像保持体やクリーニングブレードを傷つけ易くなる
。一方、キャリアの平均粒径が110μmより大きいと
、キャリアのトナー保持能が低下し、ベタ画像の不均−
さ、トナー飛散、カブリ等が発生し易くなる。このよう
なキャリア芯材は、磁性材料のみから構成されていても
よく、また磁性材料と非磁性材料との結合体から構成さ
れていてもよく、更には二種以上の磁性粒子の混合物で
あっても良い。
前述したキャリア芯材の表面を上記被覆樹脂で被覆する
方法としては、該樹脂を溶剤中に溶解もしくは懸濁せし
めて芯材表面に塗布し、上記樹脂を磁性粒子等からなる
芯材に付着せしめる方法が好ましい. 上記被覆樹脂の処理量は被覆材の成膜性や耐久性から一
般に総量でキャリア芯材に対し0.1〜30重量%(好
ましくは0.5〜20重量%)が望まし本発明に用いる
トナーは少なくとも結着樹脂とハロゲン原子を有する不
溶性アゾ顔料とから構成される。
ハロゲン原子を有する不溶性アゾ顔料を含有するトナー
は、電気抵抗の高い樹脂コートキャリアを用いて低温低
湿環境下に於いて、連続複写しても、過剰に帯電する事
がなく、キャリアに強固に付着してしまう事がない。
また、ハロゲン原子を有する不溶性アゾ顔料を含有する
トナーは、その帯電の立ち上がりが速く、そのため、補
給されたトナーも、キャリアとの攪拌・混合ですぐに適
正な帯電量を持つ。以上の様な理由から、トナーのセン
サー窓部への付看は起こらず、現像剤のトナー濃度を適
正値に安定に制御する事ができる。
ハロゲン原子を有する不溶性アゾ顔料としては、既知の
ものが使用できるが、特にc.r.ビグメントレッドN
o.9, C.I.ピグメントレッドNo.10 ,C
.I.ビグメントレッドNo.112, C.I.ピグ
メントレッドNo.166, C.I.ビグメントレッ
ドNo.170などが好ましい。
また、トナーに用いる結着樹脂としては、ボリスチレン
、ポリーp−クロルスチレン、ポリビニルトルエン、ス
チレンーp−クロルスチレン共m 合体スチレンービニ
ルトルエン共重合体、等のスチレン及びその置換体の単
重合体及びそれらの共重合体スチレンーアクリル酸メチ
ル共重合体、スチレンーアクリル酸エチル共重合体、ス
チレンーアクリル酸nブチル共重合体等のスチレンとア
クリル酸エステルとの共重合体;スチレンーメタクリル
酸メチル共重合体、スチレンーメタクリル酸エチル共重
合体、スチレンーメタク・リル酸nブチル共重合体等の
スチレンとメタクリル酸エステルとの共重合体:スチレ
ンとアクリル酸エステル及びメタクリル酸エステルとの
多元共重合体;その他スチレンーアクリロニトリル共重
合体、スチレンービニルメチルエーテル共重合体、スチ
レンープタジエン共重合体、スチレンービニルメチルケ
トン共重合体、スチレンーアクリロニトリルインデン共
重合体、スチレンーマレイン酸エステル共重合体、等の
スチレンと他のビニル系モノマーとのスチレン系共重合
体;ボリメチルメタクリレート、ポリプチルメタクリレ
ート、ポリ酢酸ビニル、ポリエステル、ボリアミド、エ
ボキシ樹脂、ポリビニルブチラール、ポリアクリル酸、
フェノール樹脂、脂肪族又は脂環族炭化水素樹脂、石油
樹脂、塩素化バラフィン、等を単独または混合して用い
られる。
また、さらに必要に応じて荷電制御剤、流動性改質剤を
添加しても良く、荷電制御剤、流動性改質剤はトナー粒
子と混合(外添)して用いてもよい。
荷電制御剤としては、含金属染料、四級アンモニウム塩
、ニグロシン染料など用いられる。
流動性改質剤としては、コロイダルシリカ、脂肪酸金属
塩などがある。また増量の目的で、炭酸カルシウム、微
粉状シリカ等の充填剤を、0.5〜20重量%の範囲で
トナー中に配合することも出来る。更にトナー粒子相互
の凝集を防止して、その流動性を向上させるために、テ
フロン微粉末のような流動性向上剤を配合しても良く、
熱ロール定着時の離型性を良くする目的で低分子量ポリ
エチレン、低分子量ボリブロピレン、マイクロクリスタ
リンワックス、カルナバワックス、サゾールワックス等
のワックス状物質を0.5〜5重景%程度加えることも
出来る。
尚、本発明は、ここに挙げた例に限定されるものではな
い。
次に、本発明の現像剤を用いることのできる具体的な現
像装置の一例を説明する。
第1図は現像装置の概略縦断面図、第2図は第1図に示
す現像装置の概略断面図である。
図において1は現像容器で、これはトナーを収納するト
ナー収納部Dと、トナーとキャリアからなる現像剤を収
納する現像剤収納部Cとに区画されている。上記トナー
収納部Dのトナーはトナー搬送部材6の回転駆動により
トナー補給口5から現像剤収納部Cに補給される様にな
っている。上記現像剤収納部Cのトナーは現像スリーブ
2によって感光体(図示せず)に形成された潜像を現像
するものであり、その現像スリーブ2は両端部が固定支
持されたマグネットローラー2aと、この周りを所定の
周速で矢印方向に回転する非磁性体のスリーブ2bとか
ら構成されている。
また図において30は現像容器1内に設置された搬送管
で、その内部には矢印方向に現像剤を搬送するスクリュ
ー3が設けられている。3lは現像容器1の右下端部(
第1図)から搬送管30の右端部まで延びた搬送管で、
この内部には矢印方向に現像剤を搬送するスクリュー4
が設けられており、このスクリュー4で搬送された現像
剤は開口部32から搬送管30に移る様になっている。
現像剤容器2の下部には、新規トナー,スリーブ2b表
面から回収されたトナー及びキャリアを均一に混合しな
がらこれを搬送管31に搬送するスクリュー7が設けら
れている。
上記搬送管31にはトナー濃度検知装置20が設置され
ておりこのトナー濃度検知装置20は第3図及び第4図
に示すように搬送管31に取り付けられたハウジングB
内に、搬送管31の透明材料で形成された窓2lから搬
送管3l内の現像剤に光を照射するランプ22と、その
現像剤で反射する反射光を受光する第1センサー23と
、ランプ22の光を直接受光する第2センサー24とか
ら構成されている。
上記第1,第2センサー23. 24は受光する光の強
さに応じた電圧を出力するもので、これは例えばホトダ
イオード等から構成されており現像剤が所定のトナー濃
度の場合、第1センサー23が現像剤での反射光を受光
して出力する電圧vbと、第2センサー24がランプ2
2の光を直接受光して出力する電圧VcとがVb=Vc
となる様に予め調整されている。
次に上記トナー濃度検知装置の作用について説明する。
スクリュー4によって搬送管31内を搬送される現像剤
が所定のトナー濃度以上の場合、センサー23. 24
の出力電圧はVb>Vcとなり、このときトナー濃度検
知装置20はトナー補給をオフにし、所定のトナー濃度
以上の場合、その出力電圧はVb<Vcとなり、このと
きトナー濃度検知装置20はトナー補給をオンにする。
これらの動作を繰り返すことによって、現像剤のトナー
濃度が一定に保たれる。
なお本発明は上記現像器構成及び上記トナー濃度検知装
置に限られるものではなく、現像剤と接する透明窓材を
通して現像剤の反射光を測定するという原理を用いた光
検知ATRを備えた一般の現像器にすべて適用できる。
[実施例] 実』4輿jエ 上記混合物を150℃に加熱した2軸ルーダーにて溶融
混練した後に冷却し、冷却物を機械式粉砕機にて間口径
1 +n+nの金網を通過する程度まで粗粉砕し、次い
で風力式粉砕機・ジェットミルにて約10tLmに微粉
砕した。この微粉砕品を風力式分級機アルビネIOOM
zR分級機にて体積平均粒径が11〜13umとなる様
に分級した。これに正帯電性シリカを分級品に対して、
1.0重量%添加し、ヘンシェルくキサーにより混合し
、赤色トナーを得た。
をアセトン:メチルエチルケトン(1:1)混合溶媒5
00mfに溶解し、被覆液を調製し、この被覆液により
平均粒径75μmのフエライト粒子1 kgを流動化ベ
ッド装置を用いて被覆した。溶剤除去後90℃.1時間
乾燥し、後工程を経てコーティングキャリアを得た。
前記トナー8重量部と上記フッ素樹脂被覆キャリア10
0重量部とを混合し現像剤とした。
この現像剤を複写機NP−4835 <キヤノン製〉の
光検知^TRを有するカラー現像器に適用した。
15℃, IOR}1%の低湿環境下で1万枚の連続に
複写を行ったが、現像剤のトナー濃度は初期から最後ま
で変化せず制御され、反射画像濃度1.3前後のカブリ
の無い良質な画像が終始得られた。
比較例1 着色剤としてレーキ顔料(c.r.ビグメントレッドN
o.48:1)を用いる以外は実施例1と同様にして現
像剤を得、実施例1と同様の方法で画出しした。
初期、反射画像濃度は1.30あったがセンサー窓部に
、トナーが付着し、ATRが誤動作したため、1万枚複
写後の画像濃度は0.60に下がった。
比較例2 着色剤としてハロゲン原子を有しない不溶性アゾ顔料(
C.I.ビグメントレッドNo.23) 5重量部用い
る以外は実施例1と同様にして現像剤を得、実施例1と
同様の方法で画出しした。
初期、反射画像濃度は1.30あったがわずかにセンサ
ー窓部にトナーが付着し、ATRが誤動作したため、8
千枚以降より徐々に画像濃度は低下し1万枚複写後の画
像濃度は1.20に下がった。
五見立ユ 着色剤として、C.I.ビグメントレッドNo. 11
2のかわりに、C.I.ビグメントレッドNo.9  
5重量部を用いる以外は、実施例lと同様にして、現像
剤を得、実施例1と同様の方法で画出しした。
実施例1と同様の良好な結果が得られた。
是見立ユ 着色剤として、C.I.ビグメントレッドNo.ll2
のかわりに、C.I.ビグメントレッドNo.170.
  5重量部を用いる以外は、実施例1と同様にして、
現像剤を得、実施例lと同様の方法で画出しした。
実施例1と同様の良好な結果が得られた。
[発明の効果] 本発明によれば、トナーのセンサー窓付着及び.A T
 Rの誤動作を防止できるため. .ATR装置を有す
る現像装置に好適なものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は現像装置の概略縦断面図、第2図は第1図に示
す現像装置の概略断面図、第3図及び第4図はトナー濃
度検知装置の説明図、第5図は光検知ATR方法のトナ
ー濃度検知部の一例を示す図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 光検知自動トナー濃度制御装置を有する現像装置に用い
    られ、少なくともハロゲン原子を有する不溶性アゾ顔料
    及び結着樹脂とを含むトナーと、樹脂で磁性体粒子を被
    覆して形成したキャリアとを有することを特徴とする現
    像剤。
JP1187463A 1989-07-21 1989-07-21 現像剤 Expired - Fee Related JP2673582B2 (ja)

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